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德國發(fā)明家用網狀鋼纖維填充物增強3D打印建筑強度

2016-11-11

  3D打印建筑具備設計多樣、建造速度快、成本地等優(yōu)勢,為什么仍然未能普及?原因在于建筑強度!雖然大多數的3D打印建筑都號稱強度極佳,抗震性能極好。但歸根結締,3D打印建筑屬于純混凝土澆筑建筑。純混凝土建筑的缺陷在于,抗張強度不足,容易碎裂。因此,幾乎所有的傳統(tǒng)建筑,都會在將混凝土澆筑在鋼筋框架之中,從而讓建筑物更有“彈性”,增加抗張強度。

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  然而,3D打印的建筑,由于技術的獨特性,無法再鋼筋框架之中打印機混凝土。這也就導致了大多數的3D打印建筑為純混凝土結構,抗張強度嚴重不足,可能會出現(xiàn)碎裂。幸運的是,德國發(fā)明家Kai Parthy給出了一個解決方案,那就是網狀鋼纖維填充物。

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  這種鋼結構填充物呈環(huán)狀,每個尺寸在1-10cm,能在3D打印建筑時,通過噴頭或者手工,填入混凝土之中。填充物的尺寸大小一,因此保證能在XYZ三個方向上均勻分布。這些鋼結構填充物,會從內部增加混凝土的抗張強度,從而提升建筑整體強度。更值得一提的是,由于是環(huán)狀,這些填充物可以彼此連接,只要組合得當,甚至可以在混凝土內部形成一種類似“金屬泡沫”的結構。

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  Kai解釋說:“混凝土填充物的研發(fā)已經持續(xù)了數十年,無論是鋼纖維還是塑料纖維,加入混凝土后,都只能用于地面建筑結構,無法作為承重結構。因此,這種網狀鋼纖維填充物的出現(xiàn),無疑是建筑界的大突破?!?/p>

  測試發(fā)現(xiàn),填充了這種網狀鋼纖維的混凝土結構,在承受巨大壓力時,混凝土出現(xiàn)了裂縫,但是卻沒有變成碎塊。裂縫的出現(xiàn)說明,混凝土結構的抗張強度確實得到提升,因此才沒有變成碎塊。

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  這種填充物可以加入到任何的3D打印過程中,Kai還設想了一種雙噴頭的機械臂3D打印系統(tǒng),一個噴頭打印混凝土,另一個噴頭噴出填充物嗎,目前Kai正在為這項技術申請專利。


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